Konversion von Spin in einen gerichteten elektrischen Strom in Quantenfilmen

Abstract

Mit Hilfe zirkular polarisierter Strahlung wurde eine Ungleichverteilung der Spinzustände in n- und p-leitenden InAs und GaAs Quantenfilmen erzeugt. Die Spinpolarisation verursacht eine gerichtete Bewegung freier Ladungsträger im Quantenfilm senkrecht zum eingestrahlten Licht. Aufgrund der Auswahlregeln für Spinübergänge wird die Richtung des Stromes von der Helizität des Lichts bestimmt. Der Strom läuft in entgegengesetzter Richtung, wenn die Helizität des Lichts von rechtszirkular nach linkszirkular oder umgekehrt geändert wird. Die Konversion von Spinorientierung in gerichtete Bewegung der Ladungsträger ist nur in gyrotropen Medien möglich. Es wird ein Modell vorgestellt, das den mikroskopischen Ursprung des von der Helizität bestimmten Stromes erklärt. Das Modell zeigt, daß das System als spinpolarisierte Stromquelle betrachtet werden kann.